09 bab8

Standar Kompetensi
Menunjukkan penerapan kon-sep
fisika inti dan radioaktivitas
dalam teknologi dan kehidupan
sehari-hari.
Kompetensi Dasar
• Mengidentifikasi karakteris-tik
inti atom dan radioaktivi-tas.
•· Mendeskripsikan peman-faatan
radioaktivitas dalam
teknologi dan kehidupan
sehari-hari.
315
Inti Atom
dan Radioaktivitas
Peristiwa dijatuhkannya bom atom di Hirosihima dan Na-gasaki,
merupakan momentum berakhirnya perang dunia
ke-2 yang dilakukan Amerika dan sekutunya terhadap
Jepang. Namun, dibalik itu semua masih ada yang me-nyisakan
kesedihan yang mendalam terhadap para korban
akibat bom atom tersebut. Sampai saat ini, masyarakat
umum masih menganggap kurang baik terhadap segala
sesuatu yang berkaitan dengan kata “atom” dan “nuklir”.
Anggapan negatif ini semakin diperburuk oleh beberapa
kecelakaan nuklir yangberdampak sangat dahsyat, sep-erti
kecelakaan nuklir di Chernobyl, Ukraina pada 1986.
Padahal, kajian mengenai atom dan teknologi nuklir pun
memiliki banyak manfaat dan telah diterapkan dalam
banyak bidang, seperti kedokteran dan pertanian.
Contoh pemanfaatan teknologi yang sangat penting
bagi kehidupan yaitu sebagai pembangkit listrik. Namun,
di sebagian negara terutama di Amerika Serikat saat ini
sudah mulai dikurangi pemanfaatan energi nuklir ini untuk
pembangkir listrik.
Untuk mendapatkan gambaran lebih jelas mengenai
inti atom dan reaksi nuklir, Anda dapat mempelajari de-ngan
seksama dalam bab ini.
Sumber: Dokumen Pribadi, 2006
Bab
8
A. Struktur Inti
B. Radioaktivitas

A. Struktur Inti
Apakah Anda masih ingat mengenai pembahasan Teori
Atom? Pada pembahasan bab mengenai Teori Atom, telah
disinggung berbagai hal yang berhubungan dengan inti
atom, yang secara tidak langsung merupakan dasar infor-masi
Kata Kunci
316 Fisika untuk SMA/MA kelas XII
mengenai struktur atom inti. Berikut akan dijelaskan
tentang struktur inti, seperti penyusun inti, ukuran inti,
bentuk inti, massa inti, dan energi ikat antar-inti.
1. Bagaimana Partikel Penyusun Inti itu?
Sebagaimana Anda ketahui, sebelum tahun 1930-an,
teori mengenai atom mengalami perkembangan begitu
dahsyat. Setelah elektron dan proton ditemukan oleh para
fisikawan, mereka mencoba untuk membuat sebuah hipo-tesis
bahwa inti atom terdiri atas proton yang bermuatan
positif. Dengan demikian, diharapkan massa inti umumnya
jauh lebih besar daripada massa proton. Ini membuktikan
bahwa hipotesis tersebut salah.
n
Neutron diketahui merupakan partikel yang memban-gun
inti. Jadi, inti atom terdiri dari proton dan neutron.
Kedua partikel penyusun ini disebut nukleon. Proton ber-muatan
positif, sedangkan neutron tidak bermuatan listrik.
Secara keseluruhan, inti atom bermuatan listrik positif.
Perlu Anda ketahui, jumlah proton yang terkandung
dalaminti atom suatu unsure dinyatakan sebagai nomor
atom dan ditulis dengan menggunakan lambang Z. Adapun
jumlah nukleon dinyatakan sebagai massa atom dan ditulis
dengan menggunakan lambang A. Apabila X menyatakan
lambang suatu unsur, penulisan lambang unsur lengkap
Gambar 8.1
Skema Perangkat Eksperimen
Chadwick
target berillium
atau boron
target
(gas) radiasi
radiasi
partikel
baru
sumber
radioaktif
Atom
Radioaktif

Inti Atom dan Radioaktivitas 317
dengan nomor atom dan nomor massanya adalah sebagai
berikut.
dengan:
X = lambang unsur
Z = nomor atom
A = nomor massa atom
Nomor massa dinotasikan sebagai A suatu unsur adalah
bilangan yang menyatakan banyaknya proton dan neutron
dalam inti atom tersebut. Adapun nomor atom, dengan
notasi Z dari suatu unsur adalah bilangan yang menyatakan
banyaknya proton dalam inti atom. Berdasarkan definisi
nomor massa dan nomor atom tersebut, jumlah neutron
(N) dalam inti dapat ditentukan, yaitu N = A – Z.
–
–
+
+
Pada dasarnya inti suatu atom mengandung hampir seluruh
massa atom. Oleh sebab itu, sifat nuklir suatu atom dapat
diketahui dari massa atomik atom tersebut. Massa atomik
mengacu pada massa atom netral, bukan pada inti atomnya
saja. Jadi, pada massa atomik sudah terkandung massa
elektron orbital dan massa ekuivalen energi ikatnya. Massa
atomik suatu unsur besarnya tertentu dan dinyatakan dalam
satuan massa atom (sma). Satu satuan massa atom (sma)
atau atomic mass unit (amu) didefinisikan sebagai massa
yang nilainya kali massa isotop karbon C-12 (
).Berarti, massa atom karbon tepat sama dengan 12 sma
(satuan massa atom).
Teori atom Dalton antara lain mengatakan bahwa atom-atom
suatu unsure identik memiliki bentuk, ukuran, dan
massa yang sama ternyata tidak benar. Atom dalam suatu
unsur dapat memiliki massa berbeda karena jumlah neutron
Gambar 8.2
Inti atom helium yang memiliki
jumlah proton-proton jumlah
elektron.

yang terkandung dalam inti atom berbeda. Unsur-unsur
sejenis yang memiliki jumlah neutron berbeda, tetapi jum-lah
Fisikawan Kita
proton sama disebut isotop. Dengan demikian, definisi
nomor atom dan nomor massa ini merupakan cara sederhana
untuk membedakan isotop-isotop dari suatu unsur yang
sama. Isotop-isotop suatu jenis unsur memiliki nomor unsur
atom (Z) yang sama, tetapi nomor massanya (A) berbeda.
Berikut ini beberapa contoh isotop antara lain.
Isotop hidrogen :
Isotop karbon :
Isotop oksigen :
Isotop khlor :
Isotop seng :
Isobar adalah unsur-unsur dengan nomor massa sama,
tetapi nomor-nomor atom berbeda. Untuk unsur-unsur
yang memiliki isotop-isotop, harga massa atom yang di-gunakan
dalam perhitungan umumnya adalah harga massa
atom rata-rata dari seluruh isotop-isotop suatu unsur.
2. Bentuk, Ukuran, dan Gaya Inti
Bentuk inti digambarkan dapat berbagai macam, seperti
pada atom hidrogen (H), Oksigen (O), kalsium (Ca), nikel
(Ni), dan lain sebagainya. Pada umumnya, bentuk inti
bulat, seperti bola rugby.
Coba masih ingatkah Anda proses hamburan partikel
yang teramati oleh Rutherford pada pembahasan men-genai
Teori Atom. Hasil dari pengamatannya diperoleh
bahwa ketika partikel mendekati pusat atom hingga
jarak 10-12 cm, partikel akan mengalami perngaruh
gaya coulomb oleh inti yang bermuatan positif. Partikel
tersebut akan mendapat gaya tolak. Akan tetapi, apabila
partikel dapat mendekati inti pada arak sekitar 10-13 cm,
gaya tolak tersebut hilang dan partikel tertarik ke dalam
inti yang bermuatan positif dan membentuk inti gabungan.
Gejala inilah yang dapat digunakan sebagai dasar pertama
untuk menentukan ukuran inti.
James Chadwick
(1891-1974)
Pada 1932, James Chad-wick
(1891-1974) melakukan
sebuah eksperimen penem-bakan
berillium dan boron
oleh partikel alfa. Ia mem-peroleh
adanya radiasi yang
berdaya tembus tinggi dan
dapat menetralkan proton
berenergi yang berasal dari
zat yang mengandung hidro-gen,
seperti paraffin. Partikel
itu diketahui sebagai partikel
yang bermuatann netral.Par-tikel
itu kemudian dinamakan
neutron dan memiliki massa
yang mendekati massa pro-ton.
Massa neutron ternyata
0,08% lebih besar daripada
massa atom hidrogen.
Sumber: Seri Penemu Fisika, 2004

Setelah penemuan neutron oleh Chadwick, hamburan
partikel diganti dengan hamburan partikel neutron. Se-bab
neutron tidak bermuatan, neutron tidak mendapatkan
gaya tolak coulomb oleh inti sehingga neutron dapat lebih
mendekati inti. Selain dapat diserap inti, neutron juga da-pat
mengalami hamburan, artinya neutron tersebut dapat
dipantulkan atau dibelokkan.
Dengan dasar mengethaui besarnya sudut hamburan
neutron oleh inti dari suatu unsur, para pakar fisika inti
memperoleh suatu kesimpulan bahwa ukuran suatu
inti bergantung pada banyaknya partikel penyusun inti.
Dengan menganggap inti berbentuk bola maka secara
matematis ukuran jari-jari inti dapat dibuat persamaannya
sebagai berikut.
dengan:
R = jari-jari atom suatu unsur
R0 = suatu konstanta yang nilainya 1,2 × 10–13 cm
A = nomor massa
Mengapa proton-proton yang bermuatan sama (positif)
dapat berkumpul dalam suatu inti atom dan bukannya
tolak-menolak sehingga bercerai-berai? Bersatunya pro-ton
dalam inti disebabkan adanya suatu gaya inti yang
mengikat proton-proton yang sama-sama bermuatan
positif. Sifat –sifat gaya inti, antara lain:
1. dapat dinyatakan dengan suatu interaksi antara dua
benda yang dinyatakan dengan suatu potensial;
2. bekerja pada jangkauan pendek ( 10-13 cm atau 1
fermi);
3. merupakan gaya yang mempertahankan kestabialn
suatu inti;
4. merupakan jenis gaya terkuat di antara gaya-gaya yang
ada, seperti gaya Coulomb dan gaya gravitasi.
Selain gaya inti, ada lagi jenis gaya yang lain terdapat
dalam inti atom. Anda telah mengetahui bahwa apabila ada
dua muatan listrik sejenis, keduanya akan menimbulkan
gaya tolak-menolak disebut gaya Coulomb. Demikian juga
apabila dua benda bermassa sama akan menimbulkan gaya

gravitasi yang saling menarik. Jadi, pada inti atom bekerja
tiga jenis gaya, antara lain gaya inti, gaya Coulomb, dan
gaya gravitasi. Gaya inti merupakan gaya yang terkuat. Gaya
inti hingga kini masih belum dapat dimengerti dengan jelas
oleh para pakar dibandingkan dengan konsep gaya elektro-magnetik.
Akan tetapi, akhir-akhir ini kemajuan pengkajian
mengenai inti atom cukup pesat, terutama menerangkan
aspek-aspek penting dari sifat dan kelakuan nuklir.
Gaya inti dapat digambarkan sebagai dua bola yang
satu sama lain dihubungkan dengan pegas. Coba perhati-kan
gambar berikut.
nukleon nukleon
Apabila terlalu dekat akan saling menolak dan jika
jauh, akan saling menarik. Itulah sifat gaya inti.
3. Bentuk, Ukuran, dan Gaya Inti
Satuan massa atom tidak menggunakan kilogram atau
gram, melainkan menggunakan satuan massa atom. Satuan
massa atom didefinisikan sebagai kali massa satu kar-bon
, yaitu:
1 sma =
=
Kita akan memperoleh massa proton, neutron, dan elektron
adalah sebagai berikut.
massa proton = = 1,00728 sma
massa neutron = = 1,00866 sma
massa elektron = = 0,000549 sma
Dua atom yang berasal dari suatu unsur dapat berbeda
massanya,walaupun sifat-sifat kimianya sama karena
Gambar 8.3
Gaya inti yang digambarkan se-bagai
dua bola yang dihubung-kan
dengan pegas.

memiliki jumlah elektron yang sama. Oleh karena jumlah
elektron kedua atom itu sama, jumlah proton kedua inti-nya
sama. Jadi, perbedaan massa disebabkan oleh adanya
perbedaan jumlah neutron dalam inti.
Bagaimana cara mengukur massa berbagai isotop?
Dengan cara teknik spektrometer massa, Anda dapat
mengukur massa berbagai jenis isotop. Adapun teknik
prosesnya sebagai berikut.
Partikel-partikel yang akan keluar diukur massanya,
dipercepat melalui medan magnetik B dan medan listrik E
sehingga memiliki kecepatan v. Kemudian, partikel-par-tikel
tersebut dilewatkan pada medan magnetik homogen
B yang arahnya tegak lurus v sehingga lintasan partikel
berubah membentuk lingkaran dengan jari-jari R. Jika
muatan partikelnya q, partikel itu akan mengalami gaya
Lorentz yang juga bertindak sebagai gaya sentripetal.
Persamaan gaya Lorentz :
Persamaan gaya sentripetal :
Karena gaya Lorentz bertindak pula sebagai gaya sentrip-etal.
Maka, persamaannya menjadi:
Sebuah atom yang stabil atau netral selalu memiliki
massa lebih kecil daripada jumlah massa partikel pem-bentuk
atom tersebut. Atom deuterium ( ) merupakan
salah satu isotop atom hydrogen. Atom ini memiliki massa
2,01410 sma. Adapun massa atom hidrogen ( ) ditambah
massa neutron adalah sebagai berikut.
Gambar 8.4
Bagian proses pengukuran
massa partikel menggunakan
spektrometer massa.
S2
S1 S
2r B

Dari hasil perhitungan di atas, kita dapat melihat
perbedaan massa sebesar 2,01594 sma – 2,01410 sma
= 0,00184 sma. Oleh sebab inti deuterium yang disebut
deutron terdiri atas hydrogen ( ) dan neutron, keduanya
yaitu dan memiliki elektron orbital tunggal. Jadi,
perbedaan massa sebesar 0,00184 sma berhubungan
dengan terbentuknya ikatan proton dan neutron menjadi
deutron. Perubahan massa ini disebut defek massa.
Defek massa pada pembentukan nuklida adalah
sebagai berikut.
atau
Keterangan:
= 1,00783 sma
= 1,00866 sma
A = nomor massa
Z = nomor atom
= massa atom
Nama Simbol
Neutron
Proton
Deuterium
Tritium
Helium-3
Helium-4
Alfa
Lithium-6
Massa
1,00866
1,00783
2,01410
3,01604
3,01602
4,002260
4,0026
6,0151
Tabel 8.1 Simbol dan massa atom

Fisikawan Kita
Lithium-7
7,0160
Berillium-8
8,0050
Berillium-9
9,0121
Boron-10
10,0129
Boron-11
11,0093
Carbon-12
12,0000
Carbon-13
13,0033
Carbon-14
14,0030
Catatan:Elektron
0,000549
Defek massa sebuah atom tidak hilang begitu saja,
melainkan massa inilah yang akan menjadi energi ikat inti
yang berfungsi mengikat nukleon-nukleon dalam inti.
Energi ikat inti adalah karakteristik penting suatu
inti yang menentukan kestabilan inti tersebut. Energi
ini merupakan pengikat nukleon-nukleon sehingga
nukleon-nukleon termampatkan dalam bentuk inti
atom. Energi ikat inti adalah energi yang digunakan
oleh massa sebagian nukleon ketika nukleon-nukleon
tersusun membentuk inti atom.
Konversi sebagian massa inti menjadi energi ikat
merupakan ilustrasi dari teori Einstein tentang konversi
materi menjadi energi yang dikemukakan pada 1905 dalam
bentuk persamaan sebagai berikut.
dengan:
= energi ikat inti (J)
c = kecepatan cahaya (m/s)
= defek massa (kg)
Apabila perubahan massa pada proses pembentukan
inti sebesar 1 sma, nilai energi dari
perubahan massa tersebut dapat diperoleh dari perhitungan
sebagai berikut.
Marie Sklodoswska Curie
Marie Curie, atau Nona Sk-lodowska
semasa gadisnya,
lahir di Warsawa, pada 7
November 1867 dan anak
seorang guru sekolah tingkat
dua. Ia memperoleh pendidi-kan
umum di sekolah-sekolah
lokal dan sekedar latihan
ilmiah dari ayahnya. Ia kemu-dian
terlibat dalam sebuah or-ganisasi
revolusioner pelajar
dan ini mendorong dirinya un-tuk
meninggalkan Warsawa,
kemudian pindah ke Polan-dia
yang dikuasai Rusia,
kemudian ke Cracow, yang
pada saat yang sama berada
di bawah kekuasaan Austria.
Pada 1891, ia pergi ke Paris
untuk melanjutkan pendidi-kannya
ke jenjang sarjana
muda dan doktor di bidang
Ilmu Fisika dan Matematika.
Di sana, ia bertemu Pieere
Curie, seorang Profesor di
Sekolah Fisika tahun 1894,
dan tahun berikutnya mereka
pun menikah. Ia menggan-tikan
suaminya sebagai
Ketua Laboratorium Fisika di
Sarbonne, memperoleh gelar
Doktor Sains pada 1903.
Sumber: Seri Tokoh Fisika, 2004

Dengan demikian, massa 1 sma ekuivalen dengan energi
931,5 MeV. Maka, akan diperoleh
dengan dalam satuan sma. Untuk , energi ikat
pada saat pembentukan adalah sebagai berikut.
dengan:
= energi ikat inti (MeV)
mp = massa proton (sma)
mn = massa neutron (sma)
me = massa elektron (sma)
Z,A = nomor atom dan nomor massa atom X
= massa inti atom
Energi ikat inti belum menggambarkan kestabilan suatu
nuklida. Perkiraan tentang kestabilan inti dapat dilakukan
Contoh Soal 8.1
Massa isotop adalah 7,018 sma. Hitung energi ikat per
nukleon.
(massa H = 1,008 sma, massa nutron = 1,009 sma, dan 1 sma =
931 MeV)
Jawab:
artinya nomor atom Z = 3
nomor massa A = 7
Kita hitung dahulu energi ikat total dengan persamaan defek massa,
tetapi 931,5 MeV kita ubah menjadi 931 MeV (sesuai dengan data
yang diketahui dalam tabel).

Uji Kemampuan 8.1
Kerjakanlah dalam buku latihanmu.
1. Apakah yang dimaksud dengan isotop?
Coba Anda jelaskan dengan kata-kata
Anda sendiri.
2. Tentukan jumlah proton, neutron, dan
elektron pada:
a. atom
b. ion
c. ion
1. Massa atom adalah 4,00260 sma.
Jika massa proton = 1,00783 sma dan
massa neutron = 1,00860 sma, tentukan:
a. defek massa dari inti He;
b. besarnya energi ikat He.
2. Diketahui massa atom karbon C–12 adalah
12,01100 sma, massa proton = 1,00783 sma,
dan massa neutron = 1,00866 sma, tentukan
energi ikat per nukleonnya.
dengan memperhatikan harag energi ikat rata-rata per
nukleon. Energi ikat rata-rata ( ) per nukleon adalah
sebagai berikut.
Contoh energi rata-rata per nukleon adalah sebagai beri-kut.
Energi ikat per nukleon pada contoh soal di atas adalah
Untuk
Anda telah mengetahui bahwa energi ikat inti timbul
akibat selisih massa antara jumlah massa antara jumla massa
nukleon-nukleonnya dengan massa inti stabilnya. Jadi,
untuk memisahkan nukleon-nukleon dalam inti kita perlu
memberikan energi ikat minimal sebesar energi ikatnya.
Jika energi ikat total kita bagi dengan banyaknya nukleon
yang dikandung sebuah atom maka kita peroleh energi
ikat per nukleon ( ). Kita dapat melakukan perhitungan
untuk berbagai atom. Coba Anda perhatikan gambar
berikut ini.

Gambar di atas menunjukkan grafik hubungan antara
energi ikat per nucleon terhadap nomor massa inti untuk
berbagai atom. Tampak inti relatif lebih kuat dari-pada
inti . Ini karena energi ikat inti per nucleon
untuk relatif lebih besar daripada untuk . Den-gan
kata lain, grafik di atas menunjukkan bahwa ketika
proton-proton dan neutron-neutron bersatu membentuk
inti dibebaskan lebih banyak energi daripada untuk
membentuk inti .
Energi ikat per nukleon mulai dari nilai kecil (0 untuk
proton danneutron 1,11 MeV untuk deuterium), naik ke
suatu nilai maksimum 8,795 MeV untuk dan kemu-dian
turun ke nilai 7,5 MeV untuk inti berat.
Bentuk grafik di atas terutama ditentukan oleh tiga factor,
antara lain:
1) lengkungan yang hampir lurus, terbentuk karena
nukleon-nukleon berinteraksi hanya dengan tetangga-tetangga
terdekatnya;
2) lengkungan yang berkurang tajam untuk inti ringan,
terbentuk karena inti ringan secara realtif memiliki
nukleon-nukleon yang lebih datar dan karena itu hanya
memiliki tetangga-tetangga terdekat yang lebih sedikit
daripada inti berat;
Gambar 8.5
Grafik energi ikat per nukleon
terhadap nomor massa berb-agai
inti.

3) lengkungan yang berkurang secara berangsur untuk
inti berat adalah berhubungan dengan gaya tolak-menolak
Coulomb antara proton-proton.
Gambar di atas juga menggambarkan bahwa kita da-pat
melepaskan energi dari inti dengan dua cara. Jika kita
memisahkan suatu inti berat menjadi dua inti yang lebih
ringan, energi akan dibebaskan. Karena energi ikat per
nucleon lebih besar untuk dua inti lebih ringan daripada
untuk inti induk yang berat. Proses ini dikenal sebagai
reaksi fisi. Pilihan lain adalah kita dapat menggabungkan
dua inti ringan menjadi sebuah inti yang lebih berat; sekali
lagi energi dibebaskan jika energi ikat per nucleon lebih
besar untuk inti berat yang dibentuk daripada untuk kedua
inti ringan. Proses ini dikenal sebagai reaksi fusi. Kita akan
membahas reaksi fisi dan fusi dalam subbab selanjutnya.
Uji Kemampuan 8.2
1. Inti atom terdiri atas nukleon-nukleon.
Mengapa nucleon-nukleon yang sama-sama
bermuatan dapat bergabung sebagai
pembentuk inti atom?
2. Tentukan jari-jari atom karbon dalam
satuan Fermi jika diketahui konstanta R0 =
1,2 × 10–13 cm.
3. Tentukan energi yang dapat dihasilkan jika
1 gram massa seluruhnya berubah menjadi
energi.
4. Tentukan besarnya energi ikat per nukleon
dari sebuah atom yang memiliki
massa 15,99491 sma.
B. Radioaktivitas
1. Penemuan Sinari-Sinar Radioaktif
Radioaktivitas alamiah kali pertama ditemukan oleh Henri
Bacquerel (1852-1908) pada 1896. Selanjutnya, radioak-tivitas
didefinisikan sebagai pemancaran radioaktif secara
spontan oleh inti-inti tidak stabil (misalnya inti uranium)
menjadi inti-inti yang lebih stabil. Inti yang memancarkan
sinar radiokatif disebut inti induk, sedangkan inti baru yang
terjadi disebut inti anak.

Sumber: Seri Tokoh Fisika, 2004
Pada awalnya, Becquerel menduga bahwa uranium
menyimpan energi matahari yang diperoleh sebelumnya.
Agar dapat membuktikannya, ia menempatkan senyawa
uranium dalam kotak timah yang tertutup rapat dan meny-impan
untuk beberapa lama di tempat yang tidak terkena
sinar matahari. Ternyata, uranium tersebut tetap menun-jukkan
gejala radiasi, yaitu mampu menghitamkan pelat
foto.
Dari hasil eksperimennya, Becquerel berkesimpulan
bahwa senyawa-senyawa uranium dapat menghasilkan si-nar
yang memiliki sifat hampir sama dengan sifat sinar-X,
yaitu memiliki daya tembus besar dan dapat menghitamkan
pelat film. Karena gejala ini merupakan peristiwa baru,
sinar yang dipancarkan senyawa uaranium ini disebut sinar
Becquerel. Peristiwa ini cukup menarik perhatian para
pakar sains saat itu, untuk menyelidiki sifat-sifat sinar ini
dan penyebab senyawa uranium dapat menghasilkan sinar
Becquerel.
Dua tahun kemudian, yaitu pada 1898, suami istri
Piere Curie (1859-1906) dari Prancis dan Marie Curie
(1867-1934) dari Polandia berhasil membuktikan bahwa
sinar Becquerel berasal dari atom uranium, bukan se-nyawanya.
Dalam eksperimennya, mereka juga menemu-kan
bahwa polonium dan radium pun menghasilkan sinar
Becquerel dengan intensitas yang lebih kuat. Kemudian,
para ahli memutuskan bahwa unsure yang memancarkan
radiasi dari dirinya sendiri disebut unsur radioaktif.
Adapun sinar atau partikel yang dipancarkan oleh unsur
radioaktif disebut sinar radioaktif.
2. Sinar-sinar Radioaktif
Unsur radioaktif yang sudah ada di alam, seperti ura-nium,
polonium, dan radium disebut radioaktif alam. Dari
eksperimen-eksperimen lebih lanjut, diketahui bahwa
unsur-unsur radioaktif alam pada umumnya terdiri atas
unsure-unsur berat yang memiliki nomor atom lebih besar
daripada 83. Hanya ada beberapa unsur radioaktif alam
yang memiliki nomor atom lebih kecil daripada 83. Saat ini,
banyak sekali lembaga-lembaga dalam bidang penelitian
radioaktif sudah membuat unsur radioaktif baik dari unsur
Gambar 8.6
Marie Curie (1867-1934)
Gambar 8.7
Unsur Uranium yang dipa-datkan
Sumber: CD Encharta, 2005

besar maupun unsur ringan yang disebut unsur radioaktif
buatan.
Pada 1899, Henry Becquerel mengamati bahwa salah
satu sinar yang dipancarkan oleh unsur radioaktif dapat
dibelokkan oleh medan magnetik yang arahnya sama
dengan arah pembelokan sinar katode. Gejala ini menun-jukkan
bahwa salah satu sinar yang dipancarkan oelh
unsure radioaktif mengandung partikel-partikel bermuatan
negarif. Hasil pengukuran menunjukkan partikel negatif
ini sama dengan elektron yang kemudian disebut sinar
beta ( ). Selanjutnya, diketahui bahwa sinar memiliki
daya tembus yang cukup besar sehingga dapat menembus
lempengan aluminium yang memiliki ketebalan kurang
dari 5 mm dan lempengan timbal (Pb) yang ketebalannya
kurang dari 1 mm.
Pada 1900, Rutherford menemukan fakta bahwa selain
dapat memancarkan partikel yang bermuatan negatif (sinar
), unsur radioaktif juga dapat memancarkan partikel
yang bermuatan positif. Partikel ini dibelokkan berla-wanan
arah dengan arah pembelokkan sinar beta dalam
medan magnetik. Partikel ini memiliki daya tembus yang
lebih kecil daripada daya tembus sinar beta. Partikel ini
mampu menembus lempengan aluminium yang memiliki
ketebalan kurang dari 0,1 mm. Hasil penelitian yang lebih
mendalam, diperoleh bahwa partikel radioaktif ini sama
dengan inti atom helium ( ) sehingga dapat dipastikan
bahwa partikel tersebut bernomor atom dua dan nomor
massa empat, yang akhirnya diberi nama partikel alfa (
).
Selain menghasilkan partikel beta (sinar ) dan par-tikel
alfa (sinar ), unsure radioaktif juga memancarkan
sinar yang tidak dibelokkan oleh medan magnetic. Sinar ini
tidak bermuatan listrik dan memiliki frekuensi lebih besar
daripada frekuensi sinar-X serta memiliki daya tembus
yang sangat kuat. Rutherford menamakannya dengan sinar
gamma ( ). Dan ternyata, sinar ini merupakan gelombang
elektromagnetik.
Ada tiga jenis sinar radioaktif yang dapat dipancarkan
oleh inti tidak stabil, yaitu sinar alfa ( ), sinar ( ), dan
sinar gamma ( ). Apabila ketiga sinar radioaktif tersebut
dilewatkan sehingga memotong medan magnetik yang
Gambar 8.8
Henri Bacquerel (1852-1908)
Sumber: CD Encharta, 2005

arahnya masuk tegak lurus bidang kertas (x), kelakuan
setiap sinar dapat digambarkan sebagai berikut.
sampel
radius
sampel
radius Balok
timba
a. Sinar Alfa ( )
Ciri-ciri sinar alfa, yaitu sebagai berikut.
1) Identik dengan inti helium ( ), memiliki 2 proton
dan 2 neutron sehingga bermuatan positif.
2) Dibelokkan oleh medan listrik maupun medan mag-netik.
3) Daya tembusnya lebih kecil daripada sinar dan sinar
.
4) Daya ionisasi lebih besar daripada sinar dan sinar
.
b. Sinar Beta ( )
Ciri-ciri sinar beta, yaitu sebagai berikut.
1) Merupakan pancaran elektron ( ) berenergi tinggi
dan bermuatan negative.
3) Daya tembusnya lebih besar daripada sinar .
4) Daya ionisasinya lebihkecil daripada daya ionisasi
sinar .
c. Sinar Beta ( )
Ciri-ciri sinar alfa, yaitu sebagai berikut.
1) Indentik dengan inti helium ( ), memiliki 2 proton
dan 2 neutron sehingga bermuatan positif.
Gambar 8.9
Sinar dan sinar dibelokkan
medan magnetik, tetapi sinar
tidak dibelokkan.

3) Daya tembusnya lebih kecil daripada sinar dan
sinar .
4) Daya ionisasi lebih besar daripada sinar dan sinar
.
d. Sinar Beta ( )
Ciri-ciri sinar beta, yaitu sebagai berikut.
1) Merupakan radiasi gelombang elektromagnetik yang
memiliki daya tembus paling besar di antara sinar-sinar
radioaktif yang lain.
2) Tidak bermuatan sehingga tidak dibelokkan oleh
medan listrik dan medan magnetik.
3) Daya tembus paling besar.
4) Daya ionisasi paling kecil.
Partikel Identik Muatan
dengan
Alfa
( )
Beta
( )
Gamma
( )
Inti helium
Electron berkece-patan
tinggi
Radiasi
gelombang
elektromagnetik
frekuensi tinggi
+2
-1
0
Massa
(sma)
4,0026
0
Perbandingan Daya
Tembus
1
100
1.000
Bahan
yang
Dapat Ditemu-kan
Dalam
Medan Magnetik
dan Medan
Listrik
Selembar kertas
Kayu/aluminium
setebal 5 mm
Timbal setebal
3 cm
Dibelokkan
Dibelokkan
dengan kuat
Tidak dibelok-kan
Tabel 8.2 Sifat-sifat partikel , , dan
Uji Kemampuan 8.3
1. Dapatkah Anda menjelaskan mengapa
unsur-unsur radioaktif alam pada
umumnya terdiri atas unsur-unsur berat.
2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan:
a. radioaktivitas;
b. sinar radioaktif.

Sifat-sifat Partikel , , dan
3. Stabilitas Inti
Radiasi yang akan dipancarkan sinar radioaktif berasal
berasal dari inti atom yang secara spontan memncarkan
partikel-partikel atau sinar. Inti atom yang dapat meman-carkan
partikel-partikel atau sinar radioakatif adalah inti
yang tidak stabil. Jadi, partikel atom sinar radioaktif terjadi
karena ketidakstabilan inti.
Perlu Anda ketahui bahwa ketidakstabilan inti tidak
dapat diramalkan dengan suatu aturan. Akan tetapi, dengan
menggunakan beberapa data empiris dari hasil pengamatan
dapat digunakan untuk mengetahui suatu inti radioaktif.
Data empiris ketidakstabilan inti di antaranya, yaitu seba-gai
berikut.
a. Pada umumnya, inti yang memiliki nomor atom lebih
besar daripada 83 atau jumlah proton lebih besar dari-pada
83 cenderung merupakan inti yang tidak stabil.
b. Inti yang jumlah nukleonnya genap lebih stabil dari-pada
dengan inti yang jumlah nukleonnya ganjil.
c. Kestabilan inti juga ditentukan oleh perbandingan
jumlah neutron (N) dan jumlah proton (Z) di dalam
inti. Untuk unsure-unsur ringan, perbandingan jumlah
neutron (N) dengan jumlah proton (Z), N/Z = 1meru-pakan
inti stabil.
unsur
radioaktif
kertas aluminium 5 mm timbal 3 cm
3. Jika sinar-sinar radioaktif , , dan
dilewatkan pada medan magnetik
akanterjadi penyimpangan arah rambat
sinar radioaktif tersebut. Dapatkah Anda
menghasilkan terjadinya penyimpangan
tersebut? Coba Anda gambarkan arah
penyimpangannya.
4. Jelaskan kemampuan:
a. daya tembus;
b. daya ionisasi
dari sinar radioaktif , , dan .
Gambar 8.10
Daya tembus sinar-sinar
radioaktif.

Setiap inti atom akan cenderung berada pada keadaan
stabil. Kenyataannya unsure yang terbanyak di permukaan
bumi adalah dan mendorong para pakar untuk
menduga bahwa inti atom yang stabil adalah inti atom
yang memiliki jumlah proton yang sama dengan jumlah
neutronnya.
Kestabilan inti atom dapat diukur dari perbandingan
jumlah neutron terhadap jumlah proton. Coba Anda lihat
gambar di atas menunjukkan grafik perbandingan jumlah
neutron terhadap jumlah proton. Grafik ini disebut pita
kestabilan inti.
Inti yang tidak stabil memiliki nilai perbandingan
neutron dan proton (N/Z) di luar nilai yang ditunjukkan
oleh pita kestabilan inti, yaitu di atas pita kestabilan, di
bawah pita kestabilan, dan yang memiliki nomor atom
lebih besar daripada 83 (Z > 83).
1) Inti di Atas Pita Kestabilan
Unsur-unsur yang terletak di atas pita kestabilan memiliki
harga N/Z besar sehingga unsur tersebut berusaha untuk
mengurangi jumlah neutronnya. Hal ini dapat dilakukan
dengan cara pemancaran sinar .
Sinar beta ( ) sama dengan elektron ( ). Peman-caran
electron in dapat menyebabkan perubahan nomor
atom dari Z menjadi Z + 1. Proses ini banyak ditemukan
pada unsur alam dan unsur buatan, misalnya:
Secara sederhana, pada proses ini terjadi perubahan neu-tron
menjadi proton dengan memancarkan sinar beta.
Gambar 8.11
Diagram Kestabilan Inti (Dia-gram
N-Z)

2) Inti di Bawah Pita Kestabilan
Unsur-unsur yang terletak di bawah pita kestabilan memili-ki
harga kecil sehingga unsur ini berusaha mengurangi
jumlah protonnya. Pengurangan jumlah proton dilakukan
dengan cara pemancaran positron.
Proses ini menyebabkan perubahan nomor atom dari Z
menjadi Z -1, misalnya
Jadi, proses pemancaran positron terjadi perubahan proton
menjadi neutron
Tabel 8.2 Rasio N/Z untuk beberapanya inti stabil
Coba Anda perhatikan kembali gambar di atas. Pada
garis lurus l1, N = Z, unsur-unsur ringan terletak pada garis
ini dan merupakan unsur yang stabil. Kestabilan inti berat
terletak pada garis l2, perbandingan antara jumlah neutron
(N) dan jumlah proton (Z) berkisar antara 1, 5 dan 1, 6.
Unsur-unsur yang terletak pada garis l2 ini masih stabil.
Inti 2 H
20 Ne 40 Cu 64 Zn 90 Sn 130 Ne 202 Hg
Z
N
1
1
1
10
10
1
20
20
1
30
34
1,13
40
50
1,25
50
70
1,4
80
122
1,53
Unsur-unsru yang terletak di luar pita kestabilan (Z > 83)
seluruhnya tidak stabil dan memiliki kecendrungan untuk
mengurangi massanya yang terlalu besar dengan meman-carkan
sinar alfa ( ). Pada proses ini, nomor atom akan
berubah dari Z menjadi Z - 2 dan nomor massanya akan
berubah dari A menjadi A – 4. Misalnya,

1. Peluruhan Unsur Radioaktif
Pada 1903, Ernest Rutherford dan Frederick Saddy mem-postulatkan
bahwa keradioaktifan tidak hanya disebabkan
oleh perubahan yang brsifat atomis yang sebelumnya
berlangsung, namun pemancaran radioaktif berlangsung
bersamaan dengan perubahan atomis tersebut.
Mereka memperoleh tiga jenis radiasi saat suatu inti me-luruh
menuju keadaan stabil, yaitu pemancaran alfa ( ),
beta ( ), dan gamma ( ).
a. Pemancaran Sinar
Pada proses pemancaran sinar , inti induk meman-carkan
sebuah partikel ( ) sehingga meng hasilkan
inti anak dengan nomor massa yang berkurang 4 dan no-mor
atom yang berkurang dua nomor di sebelah kiri inti
induk dalam system periodic unsur. Contohnya,
209 Bi merupakan inti berat stabil yang ada di alam. Unsur
dengan A 210 dan Z > 83 cenderung meulurh dengan
memancarkan sinar . Unsur berat dengan A 92 se-lain
memiliki kecendrungan memancarkan sinar , juga
memiliki kecendrungan untuk mengalami reaksi fisi.
Unsur-unsur yang stabil di bagian tengah sistem periodik
merupakan unsure aktif yang lemah dengan waktu
paruh yang sangat panjang, yaitu 1011 – 1015 tahun. Unsur-unsur
ini, misalnya , , , dan
b. Pemancaran Sinar
Bila terdapat inti atom yang meluruh dengan memancarkan
, maka jumlah nomor massanya tetap dan jumlah nomor
atomnya bertambah 1. Misalnya, adalah inti mula-mula,

kemudian inti ini meluruh dengan memancarkan
maka:
Dengan adalah inti setelah mengalami mengalami
peluruhan.
c. Pemancaran Sinar
Sinar gamma ( ) merupakan foton yang memiliki energi
sangat tinggi. Peluruhan sebuah inti dengan memancar-kan
Uji Kemampuan 8.4
sinar mirip dengan pemancaran foton-foton oleh
elektron tereksitasi yang kembali ke keadaan dengan
energi lebih rendah. Elektron tereksitasi yang kemabli ke
keadaan dasar akan memancarkan foton yang energinya
sesuai dengan perbedaan energi antara keadaan awa dan
keadaan akhir dalam transisi yang bersangkutan.
Sinar tidak memiliki massa maupun muatan. Oleh
sebab itu, unsur yang memncarkan sinar tidak menga-lami
perubahan nomor atom maupun nomor massanya.
1. Dari reaksi ,
tentukan partikel X.
2. Suatu inti nitrogen bereaksi dengan
protn menghasilkan dan X. Tentukan
jenis partikel X tersebut.
3. Tentukan nama partikel X pada reaksi
berikut.
a.
b.
c.
d.
4. Uranium-235 menyerap neutron cepat dan
pecah menjadi dan . Nukleon
apa yang dihasilkan dalam reaksi tersebut
dan berapa banyaknya?
5. Waktu Paruh dan Aktivitas Radioakatif
Setiap isotop radioaktif akan mengalami proses peluruhan
menjadi unsur lain yang lebih stabil. Proses peluruhan ini
berjalan dengan kecepatan yang berbeda-beda dan hanya
bergantung pada jenis isotopnya.

Jika N adalah jumlah zat radioaktif pada saat t, jumlah
zat yang meluruh per satuan waktu dapat dinyatakan oleh
persamaan diferensial berikut.
Dengan = konstanta peluruhan (per satuan waktu).
Perhitungan integralnya akan menghasilkan
dengan:
No = jumlah zat radioakatif pada saat t = 0
e = bilangan natural = 2,71828
Coba Anda perhatikan gambar berikut ini.
waktu (t)
jumlah inti sisa
1/2 No
1/4 No
T1/2 2T1/2
0
Interval waktu antara jumlah semula (No) dan set-engah
jumlah semula ( ) adalah yang disebut
dengan waktu paruh. Dengan kata lain, waktu paruh ( )
adalah waktu yang diperlukan oleh zat radioaktif sehingga
keaktifannya berkurang menjadi separuh (setengah) dari
keaktifan semula.
Pada saat t = , N = . Dengan cara memasukkan
syarat batas ini k eprsamaan di atas maka akan diper-oleh:
Gambar 8.12
Peluruhan Inti Radioaktif

Karena = 0,693 maka diperoleh
Untuk menghiutng jumlah unsur yang masih tersisa
(Nt) setelah usnur meluruh selama waktu t, dapat diguna-kan
persamaan sebagai berikut.
Perlu Anda ketahui setiap unsur radioaktif memiliki
harga yang khas dan tidak bergantung massa, waktu,
temepratur, amupun kelarutan. Dengan kata lain, peluru-han
zat radioaktif itu tidak terkendali dan sangat aktif. Ada
unsur yang harga nya hanya 10-7 detik dan ada pula
yang 1014 tahun. Dengan mengetahui harga waktu paruh
suatu unsure radioaktif, Anda padat menghitung jumlah
unsur tersebut yang masih tersisa pada waktu tertentu.
Berkurangnya massa unsur radioaktif menjadi unsur
lain yang stabil selama proses peluruhan sebanding den-gan
turunnya aktivitas dan jumlah atom unsur tersebut.
Penurunan aktivitas unsur tersebut dirumuskan sebagai
berikut.
dengan:
A0 = aktivitas pada t = 0
A = aktivitas setelah selang waktu t
Karakteristik peluruhan dapat digambarkan sebagai beri-kut.

16
14
12
10
8
6
4
2
0
15 30 45 60 75 90
Setelah meluruh selama t = , akitivitas suatu unsure
radioaktif akan menjadi sebagai berikut.
Satuan aktivitas adalah Curie (Ci), sebagai penghar-gaan
kepada keluarga Curie atas jasanya dalam bidang
radioaktivitas. Aktivitas 1 Curie didefinisikan sebagai
1 gram radium ( ) yang diperoleh Piere dan Marie
Curie pada 1898 yang besarnya: 1 curie (Ci) = 3,7 × 1010
pancaran partikel sekon-1.
Dalam satuan SI, aktivitas diberi satuan Becquerel (Bq)
diambil dari nama Henry Becquerel, seorang penemu
radioaktivitas pada 1896.
1 becquerel (Bq) = 1 partikel sekon-1
Sehingga 1 curie (Ci) = 3,7 × 1010 beqcuerel (Bq)
Peluhan radioaktif memiliki banyak penerapan, di antaran-ya
radiokative adating yang dignakan untuk menentukan
umur sauatu benda atau fosil. Isotop yang biasa digunakan
untuk keperluan ini adalah isotop karbon dan isotop
. Isotop karbon hanya digunakan untuk umur benda
kurang dari 60.000 tahun. Adapun isotop uranium, mis-alnya
dapat digunakan untuk menunjukkan umur batuan
bumi yang hampir 4 × 109 tahun.
t (jam)
Aktivitas (103 Ci menit1)
Gambar 8.13
Peluruhan unsur 23Na dengan
T1/2 = 15,03 jam.

Uji Kemampuan 8.5
1. Waktu paruh suatu bahan radioaktif adalah
10 jam. Radiasi awal cuplikan diukur dan
diperoleh 1200 hitungan tiap menit. Berapa
banyak hitungan per menit yang diperoleh
setelah:
a. 15 jam
b. 30 jam;
c. 45 jam;
d. 60 jam.
2. Aktivitas sebuah sumber radioaktif berkurang
7/8 bagian dari aktivitas awalnya dalam
selang waktu 30 jam. Tentukan waktu paruh
dan tetapan peluruhan.
3. Berapakah aktivitas radioaktif 10 gram radium
yang memiliki waktu paruh 1620 tahun
jika bilangan Avogadro N0 =6,025 × 1023
partikel/mol?
6. Dosis Serap
Inti atom yang meluruh akan memancarkan sinar radioak-tif.
Sinar radioaktif terdiri dari sinar , , dan . Apabila
mengenai bahan, energinya akan diserap. Penyerapan
energi ini bisa hanya sebagian atau seluruhnya. Jumlah
energi radiasi yang diserap oleh satu satuan massa bahan
dinamakan dosis serap.
Persamaan dosis serap antara lain sebagai berikut.
dengan:
D = dosis serap (J/kg)
E = energi (J)
m = massa (kg)
Satuan dosis serap adalah J/kg dinamakan gray (Gy).
Satu gray adalah energi radiasi 1 joule yang diserap oleh
1 kg bahan. Satuan lain dosis serap adalah rad (rd) dengan
kesetaraan 1 rad = 0,01 Gy. Sinar radioaktif merupakan
materi yang dapat bergerak sehingga memiliki intensitas.
Gambar 10.3 di samping, menunjukkan bahwa intensitas
mula-mula I0 menembus bahan setebal d dan sebagian
radiasi diserap bahan sehingga intensitas yang keluar
dari bahan I berkurang. Jika I = ½I0 maka tebal lapisan d
disebut lapisan harga paruh (HVL).

Besar intensitas yang keluar dari bahan dirumuskan:
dengan:
I = intensitas sisa/setelah melewati bahan (W/m2)
Io = intensitas mula-mula (W/m2)
d = tebal bahan (m)
HVL = lapisan harga paruh (m)
Lapisan harga paruh (HVL) dapat dicari dengan meng-gunakan
koefisien pelemahan ( ). Hubungan HVL dan
adalah sebagai berikut.
Semakin banyak dosis serapan yang diterima oleh
benda, semakin banyak energi yang diterima. Jika tubuh
manusia terkena terlalu banyak radiasi akan memung-kinkan
terjadinya ionisasi dalam tubuh. Hal ini cukup
membahayakan. Contohnya, jika tubuh manusia terkena
radiasi samapai 600 rad maka dalam dua mingu kan terjadi
kerontokan rambut. Dosis sebesar 1000 rad yang mengenai
manusia selama dua bulan akan menimbulkan kematian.
Uji Kemampuan 8.6
1. Hitung koefisien pelemahan suatu bahan
yang terkena suatu radiasi jika memiliki
HVL:
a. 0,131 cm;
b. 3,12 cm;
c. 4,05 cm
d. 7,20 cm
2. Pelindung radiasi digunakan agar intensitas
yang diterima 10% dari intensitas sumber
radiasi. Jika digunakan bahan dengan nilai
koefisien pelemahan 0,5 cm-1, hitung tebal
bahan yang diperlukan.
3. Suatu bahan memiliki HVL 3 cm. Berapa
bagian intensitas sinar radioaktif yang
datang pada benda akan diserap jika tebal
bahan 5 cm?
4. Suatu bahan memiliki HVL 3,0 mm untuk
radiasi sinar . Jika intensitas radiasi
ingin dikurangi 90% dari intensitas semula,
tentukan ketebalan bahan yang diperlukan.

7. Alat-alat Deteksi Radioaktivitas
Alat yang digunakan untuk mendeteksi adanya radioaktif
dinamakan detektor. Detektor sinar radioaktif ada ber-macammacam,
Geiger Muller, alat pencacah kelipatan (sintilator), dan
emulsi film.
a. Kamar Kabut Wilson
Alat ini disebut kamar kabut karena prinsip kerja alat ini
memanfaatkan uap jenuh seperti yang tampak pada gam-bar
1911 sehingga disebut kamar kabut Wilson.
yangberasal dari CO2 padat. Jika terdapat partikel yang
melintasi uap jenuh, partikel akan mengionisasi uap terse-but.
(tetesan cairan). In dapat dilihat dengan bantuan cahaya
yang dipancarkan ke ruangan tersebut. Jejak partikel dapat
dimamati sesuai dengan panjang dan tebalnya titik-titik
tempat terjadinya kondensasi.
antara lain kamar kabut Wilson, pencacah
(a). Prinsip ini ditemukan oleh C.T.R. Wilson pada
Untuk membuat uap yang jenuh dignakan pendingin
Ionisasi ini mengakibatkan timbulnya inti kondensasi
Sumber
radioaktif
Sinar
Lintasan ele-ktron
tampak
sebagai tetes
kaca
Penghisap
(a)
(b) uap air (embun)
Uap
layar
gelap
Jika kamar kabut ditempatkan dalam medan magnetik
maka muatan dan jenis partikel dapat ditentukan dari
lengkungan lintasannya. Contoh lintasan partikel tidak
bermuatan (sinar ) dapat dilihat dari gambar (b).
Gambar 8.14
(a) Prinsip kerja kamar kabut;
(b) Lintasan yang diperoleh
pada detektor dengan partikel
yang dideteksi adalah sinar .

+ –
kamar
ionisasi
logam
Elektrode atas
Bungkus logam
dibumikan dengan
jendela kaca
Daun mengembang
ketika dimuati oleh
arus ionisasi
Ion-ion dan bergerak
seperti ditunjukkan
Radiasi dari Ra-266
mengionisasi udara
Isolator
Elektrode samping
Bumi
10 M
2,5 kV
sumber dc
Gambar 8.15
Prinsip Kerja Elektroskop Pulsa
Partikel atau proton
energi tinggi
kaca
Molekul gas
Elektrode
Silinder logam
berisi gas
K
R
A
Pencacah
Tegangan
tinggi
b. Elektroskop Pulsa
Prinsip kerja alat ini diilustrasikan pada gambar berikut.
Sewaktu partikel yang dipancarkan oleh unsur ra-dioaktif
ke dalam kamar ionisasi, gas yang ada di kamar
tersebut akan terionisasi. Ion-ion positif akan ditarik oleh
elektroda negative. Sebaliknya, ion negative akan ditarik
oleh elektrode positif. Akibat adanya muatan yang sejenis
pada elektroda positif, “ daun” yangberada di logam bun-dar
akan mengembang. Mengembangnya “daun” tersebut
akan dideteksi oleh rangkaian elektronik.
c. Pencacah Geiger-Muller
Pencacah ini dapat digunakan untukmendeteksi ke-beradaan
sinar-X, sinar , dan partikel . Dapat juga
digunakan untuk mendeteksi partikel jika digunakan
jendela mika yang tipis.
Terdapat dua elektroda yang dipasang pada alat ini.
Tabung silinder bertindak sebagai katode dan sebagai
anode digunakan kawat. Gas yang digunakan adalah gas
argon pada tekanan 100 mmHg ditambah sedikit klorin.
Jika tabung menangkap partikel dari radiasi luar,
gas argon akan terionisasi menjadi ion positif dan ion
negatif. Ion negatif akan ditarik menuju ke anode. Selama
perjalanannya, ion ini juga akan mengionisasi gas argon
yang dilewatinya. Terjadilah banyak sekali ion pada ruang
tersebut menuju ke anode sehingga terjadilah arus listrik
Gambar 8.16
Prinsip Kerja Tabung
Geiger-Muller

yang cukup besar. Dalam waktu yang singkat arus terpu-tus,
tetapi setiap kali partikel radioaktif masuk ke dalam
tabung, timbul lagi arus listrik berupa pulsa dalam rang-kaian.
Pulsa inilah yangdidteksi menjadi bunyi melalui
loudspeaker.
d. Emulsi Film
Alat yang dapat digunakan untuk mendeteksi lintasan par-tikel
secara langsung adalah emulsi film. Jika emulsi film
dikenai partikel akan terjadi ionisasi pada film tersebut.
Lintasan yang dilalui oleh partikel akan mengubah susunan
kimia emulsi film. Jika emulsi film dikembangkan, jejak-jejak
partikel akan terlihat.
e. Detektor Sintilasi
Pada detektor sintilasi (sintilasi = percikan cahaya) terdapat
zat yang dapat berpendar (flouresensi) dan dapat digunakan
untuk menangkap partikel-partikel bermuatan terutama
partikel alfa. Jika zat tersebut terkena oleh partikel, zat itu
akanberpendar berupa kelipan kecil yang terang. Semakin
banyak partikel yang datang, semakin banyak pula kelipan
yang terlihat. Alat ini dapat mengamati secara langsung peris-tiwa
tumbukan partikel-partikel alfa dengan zat berpendar.
Jika kelipan cahaya jatuh pada katode, akan terjadi
efek foto listrik dan electron keluar dari katode. Elektron
yang keluar digandakan 106-107 kali pada dinode dan
akhirnya ditangkap oelh anode sehingga dalam rangkaian
detector sintilasi timbul denyut (pulsa) listrik dan dapat
dibaca pada alat cacah.
Gambar 8.17
Detektor Sintilasi
Kristal sintilasi
Partikel datang
foto Katode
0 V
+400 V
+800 V
+1200 V
+1600 V
Keluaran ke alat
pencacah
+200 V
+600 V
+1000 V
+1400 V
Vakum

8. Reaksi Inti dan Energi Nuklir
Reaksi inti adalah interaksi antara partikel penembak
(proyektil) yang terdiri atas partikel elementer, seperti
foton, neutrino, dan inti multinukleon dengan suatu inti tar-get.
Reaksi tersebut dapat berupa penghamburan proyektil
atau eksitasi inti target yang diikuti oleh tarnsformasi inti
menjadi inti lain dengan cara menangkap atau melepaskan
partikel.
Pada setiap reaksi selalu berlaku hukum sebagai berikut.
a. Hukum kekekalan momentum, yaitu jumlah momen-tum
sebelum dan sesudah tumbukan sama.
b. Hukum kekekalan nomor atom, yaitu jumlah nomor
atom sebelum dan sesudah reaksi sama.
c. Hukum kekekalan nomor massa, yaitu jumlah nomor
massa sebelum dan sesudah reaksi sama.
d. Hukum kekekalan energi total, yaitu energi total sebe-lum
dan sesudah rekasi sama.
Orang yang kali pertama melihat reaksi inti adalah
Ernest Rutherford. Pada 1919, ia membombardir inti
atom nitrogen ( ) dengan sinar . Reaksi tersebut
menghasilkan isotop oksigen .
Coba Anda perhatikan jumlah nomor atom dan jumlah
nomor massa ruas kiri sama dengan jumlah nomor atom
dan nomor massa ruas kanan.
Jumlah nomor massa sebelum reaksi adalh 14 + 4 = 18
dan jumlah nomor atom sebelum sebelum rekasi adalah 7
+ 2 = 9. Reaksi tersebut menghasilkan inti atom oksigen
dengan nomor massa 17 dan nomor atom 8 serta partikel
proton dengan nomor massa 1 dan nomor atom 1. Jumlah
nomor massa sesudah reaksi adalah 17 + 1 = 18 dan jumlah
nomor atom sesudah reaksi yaitu 9.
James Chadwick pada 1937 melakukan suatu eks-perimen
dan mendapatkan partikel yang baru kali pertama
diketahu dan disebut neutron. Cahdwick menembakkan
partikel alfa pada keping berillium sehingga menghasilkan
neutron dan inti carbon 12.

Pada persamaan reaksi ini juga berlaku hokum kekeka-lan
nomor massa dan nomor atom.
Reaksi-rekasi tersebut umumnya hanya terjadi jika par-tikel
memiliki energi yang cukup besar. Jika energinya
terlalu rendah, partikel hanya dapat mendekati inti pada
jarak yang agak jauh karena adanya gaya tolak-menolak
antara partikel dan inti. Hal tersebut mengakibatkan
tidak terjadinya interaksi antara partikel dan inti. Agar
terjadi interaksi, energi partikel alfa harus diperbesar se-hingga
jarak antara partikel alfa dan inti dapat diperkecil.
Alat yang digunakan untuk mempercepat partikel alfa
dengan energi tinggi adalah akselerator (pemercepat).
Prtikel yang lebih kecil daripada partikel , misalnya
proton dan deuteron ( ) dapat pula digunakan untuk
mengganggu kestabilan inti dengan harapan agar akhirnya
inti tersebut menjadi inti-inti lain. Pada 1932, Corckroft
dan Walton menyatakan bahwa proton yang dipercepat
melalui medan listrik dengan beda potensial 150 kV dapat
membelah inti helium sehingga dihasilkan dua inti helium.
Persamaan pada peristiwa tersebut dapat ditulis sebagai
berikut.
Pada reaksi ini juga berlaku hokum kekekalan nomor
massa dan nomor atom.
Pada reaksi inti berlaku prinsip Kesetaraan Massa-
Energi berdasarkan persamaan seperti yang diberikan
Einstein, yaitu .
Reaksi inti dapat berupa pembelahan inti atom menjadi
dua inti atom yang lebih ringan atau sebaliknya. Dapatjuga
berupa penggabungan 2 inti atom ringan menjadi inti atom
yang lebih berat. Pembelahan inti atom disebut reaksi fisi
dan penggabungan inti atom disebut reaksi fusi.
a. Reaksi Fisi
Pada 1934, Enrico Fermi melakukan eksperimen dengan
menembaki inti uranium dengan neutron sehingga di-hasilkan
inti majemuk uranium ( ) yang dapat meluruh
dengan memancarkan sinar sehingga membentuk unsur
baru dengan nomor atom 93. Kemudian, unsur tersebut

meluruh sambil memancarkan sinar dan membentuk
inti baru lagi.
Kemudian, Fermi mencoba menggunakan dan
dihasilkan unsur yang bersifat radium. Pada awalnya,
Fermi menduga bahwa unsure yang diperolehnya itu
adalah salah satu isotop radium. Setelah Hahn dan Strass-mann
melakukan penelitian terhadap unsur tersebut secara
radiokimia, ternyata unsure tersebut adlah unsure barium
yang memiliki nomor atom 56 dan unsure lainnya yang
terbentuk adlah unsure dengan nomor 36. Selanjutnya,
proses penembakan inti uranium oleh neutron itu diselidiki
oleh Frisch dan Meitner pada 1938 secara teoritik dan
mereka menamakan proses tersebut sebagai proses fisi
yang artinya pembelahan. Persamaan rekasi pembelahan
inti uaranium tersebut dapat dituliskan sebagai berikut.
inti kripton
inti barium
inti uranium
neutron
Contoh lain dari reaksi fisi adalah sebagai berikut.
neutron
neutron
neutron
Uranium dapat mengadakan reaksi fisi jika ditem-baki
oleh neutron berenergi rendah, sekitar 0,025 eV yang
disebut neutron termal. Reaksi tersebut dinamakan rekasi
fisi termal. Adapun uranium dapat membelah jika
ditembaki neutron cepat berenergi sekitar 1,4 MeV. Reaksi
fisi semacam ini disebut fisi cepat (fast fission).
Gambar 8.18
Inti uranium yang ditembakkan
akan menghasilkan reaksi
fisi dan inti uranium tersebut
membelah menjadi inti barium,
kripton, dan 3 buah elektron.

Gambar 8.19
Reaksi Fisi Berantai
neutron
fisi yang membelah
inti
Energi yang dihasilkan pada reaksi fisi sangat besar.
Misalnya, pada reaksi fisi dari 1 gram uranium dihasilkan
energi sekitar 8,2 × 1010 joule yang dapat digunakan un-tuk
mendidihkan 200.000 liter air. Selain menghasilkan
kalor rekasi fisi juga menghasilkan dua atau tiga neutron
baru dan setiap neutron baru itu akan menembaki uranium
yang masih ada untuk melakukan pembelahan (fisi) sambil
menghasilkan energi. Pembelahan inti itu akan berlang-sung
terus-menerus sampai uraniumnya habis. Peristiwa
ini disebut reakasi fisi berantai. Pembelahan inti yang
terus-menerus itu berlangsung dalam waktu yang sangat
singkat sehingga jika tidak terkontrol dapat menimbulkan
ledakan yang sangat dahsyat, misalnya pada bom atom.
Akan tetapi, jika reaksi fisi berantai itu terjadi di dalam
rekator nuklir, reaksi tersebut akan dapat dikendalikan
sehingga tidak menimbulkan ledakan.
b. Reaksi Fusi
Inti ringan dengan nomor massa kurang dari 8 dapat
berabung membentuk inti yang lebih berat jika memiliki
energi yang cukup besa runutk menembus potensial gaya
Coulomb. Ternyata, proses ini hanya dapat terjadi pada
suhu yang sangat tinggi dan disebut termonuklir.
Reaksi penggabungan inti tersebut dinamakan reaksi
fusi. Rekasi fusi sering disebut sebagai reaksi termonuklir
karena pada prosesnya memerlukan suhu tinggi. Hingga
saat ini, reaksi fusi masih belum dapat dikendalikan. Hal ini
disebabkan belum adanya bahan yang tahan terhadap panas
yang sangat tinggi dan bahan tersebut juga harus tahan terh-adap
tekanan tinggi. Selain itu, untuk menghasilkan bahan
baku reaksi fusi diperlukan biaya yang sangat tinggi.
isotop hidrogen
isotop hidrogen
positron
inti helium
Gambar 8.20
Reaksi Fusi

Contoh reaksi fusi adalah reaksi inti yang terjadi di ma-tahari
dan bintang-bintang. Reaksi termonuklir yang terjadi
di matahari, di antaranya peleburan hidorgen men-jadi
inti helium . Reaksi yang terjadi di matahari
dapat dituliskan sebagai berikut.
a. Pada tahap awal rekasi, proton begabung dengan
proton membentuk deuterium .
b. Deutrium bergabung dengan proton membentuk inti
tritium
c. Inti beraksi menghasilkan inti
Reaksi fusi yang berlangsung spontan hanya dapat
terjadi pada temperature dan tekanan yang sangat tinggi,
agara inti yang ikut dalam prose situ memiliki energi yang
cukup untuk bereaksi.
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+ +
+
+
+
Gambar 8.21
Penggabungan emapt inti
hidrogen membentuk inti helium
disertai pelepasan energi.

Uji Kemampuan 8.7
1. Energi yang dikonsumsi oleh rakyat Indonesia
adalah 4,5 × 1010 joule setiap tahunnya.
Hitung U-235 yang harus disediakan untuk
keperluan ini.
2. Hitunglah energi yang dibebaskan saat
radium-226 (massa inti = 226,02540 sma)
meluruh dan memancarkan partikel
menjadi radon-222 (massa inti = 222,01757
sma)
3. Dalam pengujian bom atom, energi yang
dibebaskan sebesar 36 kilo TNT (1 kilo TNT
ekivalen dengan 5 × 1012 J). Berapa banyak
massa U-235 yang diubah menjadi energi?
4. Suatu reaksi fisi menghasilkan energi 210
MeV tiap fisi. Berapa banyak fisi yang terjadi
tiap sekon jika rekator menghasilkan daya
130 MW.
5. Sebuah PLTN memiliki efieisnei 20%.
Listrik yang disuplai oleh PLTN 900 MW.
Jika setiap fisi membebaskan energi 300
MeV, berapa kg uranium yang diperlukan
tiap tahun?
6. Reaktor nuklir menghasilkan fisi sebanyak 3
× 1019 tiap sekon. Setiap fisi meng hasilkan
energi 200 MeV. Hitung daya yang dihasilkan
oelh reaktor tersebut.
9. Reaktor Nuklir
Reaktor nuklir adalah tempat terjadinya reaksi pembelahan
inti (nuklir) atau dikenal denagn reaksi fisi berantai yang
terkendali. Bagian utama dari reaktor nuklir yaitu ele-men
baker, moderator, pendingin, dan perisai. Reaksi fisi
berantai terjadi jika inti dari suatu unsur dapat membelah
(uranium-235 dan uranium-233) bereaksi dengan neutron
termal/lambat yang akan menghasilkan unsur-unsur lain
dengan cepat serta menimbulkan energi kalor dan neutron-neutron
baru. Reaktor nuklir berdasarkan fungsinya dapat
dibedakan menjadi dua, yaitu sebagai berikut.
a. Reaktor penelitian/riset, yaitu reaktor yang digunakan
untuk penelitian di bidang material, fisika, kimia,
biologi, kedokteran, pertanian, industri, dan bidang-bidang
ilmu pengetahuan dan teknologi lainnya.
b. Reaktor isotop, yaitu reaktor yang digunakan untuk
bidang kedokteran, farmasi, bologi, dan industri.
c. Reaktor daya, yaitu reaktor yang dapat menghasilkan
daya atau energi berupa kalor untuk dimanfaatkan
lebih lanjut,misalnya untuk pembagkit listrik tenaga
nuklir (PLTN).
Saat ini Indonesia memiliki reaktor penelitian dan
reaktor isotop. Pusat Reaktor Atom Bandung (PRAB) di

batang
kendali
teras
air panas
keluar
elemen +
bahan bakar
air dingin
masuk
pompa
alat penukar panas
moderator
(air)
inti reaktor
perasai beton
air panas
uap ke
menara
pendingin
uap dingin
dari menara
Bandung menggunakan rekator Triga Mark II (Triga =
Training Research adan Isotop Production by General
Atomic) dengan kapasitas daya 1 MW. Di Yogyakarta juga
dengan nama reaktor Triga, memiliki kapasitas daya 250
kW, sedangkan di Serpong yang diresmikan pada 1987,
reaktornya bernama MPR-30 (MPR = Multi Purpose Re-actor)
memiliki kapasitas daya 30 MW.
Prinsip kerja reaktor atom dapat dijelaskan dengan
gambar sebagai berikut.
Kalor yang dihasilkan reaktor nuklir dibuang melalui
sisitem pendingin. Sistem pendingin yang digunakan ada
dua jenis, yaitu sistem pendingin primer dan sistem pend-ingin
sekunder. Sistem pendingin primer akan mengambil
panas dari reaktor, kemudian membuangnya ke pendingin
sekunder melalui alat penukar panas (heat exchanger).
Sistem pendingin sekunder akan membuang panas melalui
menara pendingin.
Komponen dasar suatu rekator adalah bahan bakar,
moderator, batang kendali, perisai beton, dan pendingin.
Bahan bakar yangdigunakan dalam rekator nuklir adalah
uranium. Dalam bijih uranium di alam terdapat satu isotop
U-235 untuk setiap 140 atom atau sekitar 0,7%, sedan-gkan
sisanya adalah isotop U-238. Kebanyakan reaktor
menggunakan bahan baker yang sudah diperkaya hingga
mengandung U-235 sebanyak 3%.
Gambar 8.22
Diagram Reaktor Nuklir

Bahan bakar uranium dicelupkan ke dalam reaktor.
Uranium dibentuk mirip dengan tabung yang cukup sempit
agar neutron yang dihasilkan dalam rekasi fisi memiliki
peluang yang besar untuk keluar menuju ke moderator.
Ketika reaksi terjadi, inti U-235 menangkap sebah
neutron dan akan dihasilkan neutron cepat. Neutron ini
tidak cukup untuk membuat U-235 mengalami rekasi fisi,
namun masih harus diperlambat untuk dapat menghasil-kan
rekasi fisi dalam U-235. Neutron in diperlambat oleh
moderator. Bahan moderator adalah air berat atau grafit.
Moderator juga berfungsi sebagai pendingin primer.
Mederator yang efektif harus dapat memperlambat neutron
tanpa banyak menyerap neutron yang diperlambatnya.
Untuk tujuan ini,dipilih bahan moderator yang massa
atomnya sepadan dengan massa neutron. Moderator yang
seringdipakai adalah hydrogen dalam bentuk air, deutriu
dalam bentuk air berat (D2O) dan karbon dalam bentuk
grafit.Moderator karbon dipilih bukan karena efektivitas-nya
namun karena harganya yang murah.
Batang-batang kendali digunakan untuk mengatir
populasi neutron cepat. Idealanya, sebuah neutron tiap
rekasi fisi diperlukan untuk melangsungkan reaksi terus-menerus
(tipa pembelahan inti hanya menghasilkan satu
pembelahan tambahan). Reaktor yang demikian dikatakan
berada pada kondisi kritis. Kelajuan yang lebih tinggi
akan mem bebaskan energi terlalu cepat dan reaksi akan
kehilangan kendali. Batang kendali terbuat dari baja atau
kdamium berlapis boron yang digunakan untuk menang-kap
neutron cepat.
Jika batang kendali digerakkan ke atas, jumlah neutron
yang dapat menimbulkan reaksi fisi akan bertambah. Seba-liknya,
jika batang kendali digerakkan ke bawah, neutron
yang dapat menimulkan reaksi fisi akan berkurang. Kondisi
reactor yang memiliki jumlah neutron cepat berlalu banyak
(tiap pembelahan inti menghasilkan lebih dari satu pembelah-an
tambahan) disebut kondisi superkritis, sedangkan kondisi
reaktor yang memiliki jumlah cepat terlalu sedikit (secara
rata-rata tiap pembelahan inti menghasilkan kurang dari
satu pembelahan tambahan) disebut kondisi subkritis.
Energi kalor yang dihasilkan dari reaksi dari reaksi fisi
dipendahkan dengan melwatkan fluida pendingin. Fluida

reaktor
pompa
air
penukar panas
air keluar
pompa
pengem-uap
dingin keluar
turbin
generator
listrik
air bertekanan
uap panas masuk
Gambar 8.23
Skema Pembangkit Listrik
Tenaga Nuklir
pendingin dapat berupa karbondioksida atau air. Fluida
pendingin ini dilewatkan ke mesin penukar panas dan
menghasilkan uap panas untuk digunakan sebagai peng-gerak
turbin. Semua komponen rekator ditempatkan dalam
perisai beton (shielding) yang tebal untuk melindungi para
pekerja dari bahaya radiasi.
Berdasarkan jenis pendinginnya, terdapat emapt jenis
reactor, yaitu:
a. reaktor dengan pendingin gas, menggunakan grafit
sebagai moderator;
b. reactor dengan pendingin air ringan (H2O) yang terdiri
reactor air bertekanan atau pressurized water (PWR)
dan reactor air lebih didih atau boling water reactor
(HWR);
c. reaktor dengan pendingin air berat (D2O);
d. reaktor dengan pendingin logam cair (Na).
10. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Sebagian besar reactor komersial misalnya PLTN menggu-nakan
air rinagn sebagai moderator yang sekaligus berfungsi
sebagai pendingin. Coba Anda perhatikan gambar berikut,
PLTN dengan reaktor air bertekanan (PWR).
Kalor yang dihasilkan oleh batang bahan baker diberi-kan
pada air (sistem pendingin primer) Air ini dialirkan
keluar teras reaktor menuju alat penukar panas oleh pompa
primer. Agar lebih efektif membawa panas, suhu air dibuat
cukup tinggi ( ± 300 oC).Untuk mencegah air pendingin

menjadi uap pada suhu yang demikian tinggi, air diberi
tekanan yang tinggi. Di tempat penukar panas akan
terjadi perpindahan panas dari air pendingin ke air yang
akan diuapkan untuk menggerakkan turbin. Turbin akan
memutar genartor sehingga dihasilkan daya listrik. Setelah
uap keluar dari turbin (uap menjadi air). Air ini dialirkan
kembali ke alat penukar panas oleh pompa sekunder. De-mikian
Uji Kemampuan 8.8
selanjutnya terjadi siklus yang berulang.
Dalam suatu reaktor nuklir, energi yang dihasilkan
(E) dari fisi inti sejulah N adalah
Dengan Ef dalah energi yang dihasilkan setiap kali fisi.
Banyak (jumlah) inti unsure (N) dapat diperoleh dari
hubungan
Dengan m = massa unsur sebagai bahan baker (g), N0 =
bilangan Avogadro (6,02 × 1023/mol) dan Ar = massa atom
relatif unsur (g/mol).
Jika daya yang dihasilkan oleh rekator adalah P maka
laju fisi dinyatakan sebagai berikut.
Coba kamu buat makalah tentang energi nuklir yang akan di-gunakan
sebagai pembangkit tenaga listrik? Carilah sumber-sumbernya
dari majalah, internet, koran, atau buku-buku
referensi lainnya.
Apakah tepat saat ini di Indonesia untuk membuat
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) di saat terjadi
krisi energi listrik? Apa keuntungan dan kerugiannya?
Kemudian, diskusikan dengan teman-teman Anda
di kelas dengan bantuan guru Anda sebagi mediator
(penengah).

11. Radioisotop
Anda telah mengenal definsi radiosiotop, tetapi Anda
belum mengetahui cara pembuatan dan penggunaan ra-dioisotop
tersebut.
a. Pembuatan Radioisotop
Karena waktu paruh dari inti aktif suatu radioisotop tidak
terlalu lama, pada umumnya radioisotope yang digunakan
dalam berbagai keperluan tidak terdapat di alam. Oleh
sebab itu, radioisotop yang dibutuhkan harus dibuat dari
radioisotope stabil alamiah melalui reaksi inti.
Untuk memproduksi radioisotop dalam jumlah ban-yak,
cara yang umum digunakan antara lain menggunakan
reaksi inti dengan neutron. Bahan-bahan yang tidak aktif,
seperti natrium, kromium, ataupun iodium dimasukkan ke
dalam rekator produksi radioisotope. Ketika reaktor diop-erasikan
maka neutron dari fisi digunakan untuk meradiasi
bahan isotop.Unsur-unsur bahan baku isotop yang beraksi
dengan neutron akan menjadi katif. Unsur-unsur yang aktif
inilah yang disebut dengan radioisotop. Contoh-contoh
radioisotop buatan BATAN, yaitu 24 Na, 32 p, 51 Cr,90 Tc,
dan 131I.
b. Penggunaan Radioisotop
Akhir-akhir ini, radioisotope sudah banyak digunakan di
bidang kedokteran, industri, pertanian, dan dalam berbagai
bidang kehidupan lainnya.
1) Bidang Kedokteran
Dalam bidang kedokteran, radioisotop dapat digunakan
sebagai diagnosisi maupun sebagai terapi, midalnya untuk
diagnosis kanker ataupun diagnosis fungsi kerja jantung.
Kobal Co-60 dapat digunakan sebagai penyinaran
kanker. Co-60 ini sebagai pengganti radiasi sinar-X jika
di dalam pengobatan tersebut memerlukan intensitas sinar
yang lebih kuat. Demikian juga produksi yang berlebihan
dari hormon gondok dapat dikendalikan dengan cara si
pasien meminum suatu larutan yang mengandung iodium
I-131. Iodium akan sampai pada kelenjar gondok dan dapat
memberikan radioterapi internal.

2) Bidang Industri
Penerapan teknik nuklir dalam menunjang industri dan
konstruksi sudah sangat luas, misalnya dalam pemeriksaan
material menggunakan teknik radiografi dengan sinar G
atau sinar-X dipancarkan dari radioisotop. Co-60 atau
Ir-92 dilewatkan melalui material yang akan diperiksa,
sebagian dari sinar tersebut akan diteruskan dan sisanya
akan diserap tanpa merusak material.
Selembar film dipasang di belakang material guna
mendeteksi sianr yang berhasil menembus. Dari tingkat
kehitaman film hasil proses dapat diekathui keadaan
serta struktur yang ada pada material tersebut. Selain itu,
teknologi nuklir juga digunakan dalam industrik polim-erisasi
radiasi, yaitu industri pengolahan bahan mentah
menjadi bahan setengah jadi atau bahan jadi dengan ban-tuan
sinar radiasi untuk mempermudah dan mempercepat
reaksi kimia. Bahan yang diolah dapat berupa polimer
lateks (karet alam), kayu, polietilen, polipropilen, dan
sebagainya.
3) Bidang hidrologi
a) Pengukuran laju air
Radioisotop dapat digunakan untuk mengukur laju alir
atau debit aliran fluida dalam pipa, saluran terbuka, sungai,
serta air dalam tanah. Dasar pengukuran ini adalah meng-gunakan
perunut radioaktif. Akibat adanya aliran, konsen-trasi
perunut radioaktif dalam jangka waktu tertentu akan
berubah. Debit aliran fluida diperoleh dari pengukuran
perubahan inetnsitas radiasi dalam aliran tersebut dalam
jangka waktu tertentu.
b) Pengukuran kandungan air tanah
Suatu alat yang memiliki sumber neutron cepat dimasuk-kkan
ke dalam sebuah sumur sehingga terjadi tumbukan
antara neutron cepat dan hidrogen dari air (H2O). Tum-bukan
ini akan menghasilkan neutron lambat yang dapat
dideteksi dengan detector.
Jumlah kandngan air dalam tanah dapat ditentukan
dari cacahan yang terdeteksi pada detector.
c) Pendeteksi kebocoran pipa
Radioisotop dapat pula digunakan untuk mendeteksi
kebocoran piap penyalur yang terbenam di dalam tanah.

Mula-mula perunut radioaktif dimasukkan ke dalam aliran,
kemudian diikuti dari atas melalui suatu detector. Jika
di suatu tempat terdapat cacahan radioaktif yang tinggi,
berarti di tempat tersebut terdapat kebocoran.
Ringkasan
Inti atom terdiri atas proton atau neutron.
Keduanya disebut Nukleon.
Jumlah proton suatu inti atom dilambangkan
dengan Z. Adapun jumlah nukleon dilambangkan
dengan A. Penulisan secara lengkap notasi unsur
X, yaitu
Unsur-unsur sejenis yang memiliki nomor
atom sama , tetapi memiliki nomor massa berbeda
disebut isotop. Isobar merupakn unsur-unsur
dengan nomor massa sama dan nomor atom
berbeda.
Untuk bentuk bentuk inti bola pejal , besar
jari-jari inti dituliskan sebagai berikut.
Teknik spektrometer massa digunakan untuk
mengukur massaberbagai isotop secara teliti.
Massa isotop dalam spektrometer memenuhi
persamaan berikut.
Kebanyakan, unsur radioaktip yang berada
dialam merupakan anggota empat radioaktif.
Adapun keempat deret radioaktif tersebut adalah
sebagi berikut.
a. Deret Thorium : A = 4n
b. Deret Neptunium : A = 4n =1
c. Deret Uranium : A = 4n + 2
d . Deret Aktinium : A = 4n + 3
Untuk menghitung jumlah unsur radioaktif
yang masih tersisa (Nt) setelah meluruh selama
waktu t dapat digunakan persamaan berikut.
Aktivitas suatu unsur radiaktifdituliskan
sebagai berikut.
Jika seberkas sinar radioaktif dilewatkan pada
sebuah kepingdengan ketebalan x, intensitas sinar
radioaktif tersebut akan mengalami pelemahan
yang memenuhi persamaan berikut.
Besarnya energi pengion yang diserap suatu
materi dalam elemen volume dengan massa
tertentu disebut dosis serap yang dituliskan
sebagai berikut.

Uji Kompetensi Bab 8
A. Pilihlah satu jawaban yang benar
1. Jumlah proton dan neutron yang ada dalam
inti adalah ….
a. 239 dan 332 d. 93 dan 332
b. 146 dan 239 e. 93 dan 146
c. 93 dan 239
2. Salah satu isotop uranium adalah 235U. Dari
data tersebut dapat diketahui jumlah proton
dan neutron di dalam intinya adalah ….
a. 92 dan 143 d. 235 dan 92
b. 143 dan 92 e. 143 dan 235
c. 92 dan 235
3. Peristiwa dalam inti yang menyebabkan
zat radioaktif memancarkan positron adalah
….
a. perubahan proton menjadi neutron
b. perubahan neutron menjadi proton
c. pancaran sinar-X
d. penangkapan electron
e. perubahan nomor massa
4. Jika diketahui konstanta jari-jari inti R0 = 1,2
× 10-13 cm dan diketahui 1 fermi = 10-13 cm,
tentukanlah jari-jari inti atom karbon 12C.
a. 1,2 fermi d. 2,7 fermi
b. 1,7 fermi e. 3,6 fermi
c. 2,2 fermi
5. Perhatikan reaksi inti berikut ini.
Maka, X, Y, dan Z adalah ….
A.
B.
C.
D.
E.
6. Tentukan defek massa dari unsur litium
, jika massanya adalah 7,01600 sma.
Perlu diketahui massa = 1,00783 sma
dan massa = 1,00866 sma.
a. 0,02407 sma d. 0,09724 sma
b. 0,04207 sma e. 0,42070 sma
c. 0,07240 sma
7. Dalam suatu peluruhan (desintegrasi) inti
. Maka, X adalah ….
a. electron d. sinar gamma
b. proton e. positron
c. neutron
8. Massa inti dan masing-masing
4,00260 sma dan 2,01410 sma. Energi
minimum yang diperlukan untuk memecah
partikel menjadi dua deuteron adalah
sekitar ….
a. 4 MeV d. 34 MeV
b. 14 MeV e. 44 MeV
c. 24 MeV
9. Jika suatu neutron dalam suatu inti berubah
menjadi proton maka inti itu memancarkan
….
a. partikel alfa d. proton
b. partikel beta e. deuteron
c. sinar gamma
10. Suatu inti nitrogen yang bereaksi den-gan
proton menghasilkan dan ….
a. neutron d. elektron
b. partikel alfa e. deuteron
c. positron
11. Atom ditembaki dengan partikel alfa
dan dalam proses itu sebuah proton dibe-baskan.
Reaksi inti termaksud menghasilkan
.…
a. d.
b. e.
c.
12. Berikut ini yang merupakan reaksi fusi ada-lah
….

a.
b.
c.
d.
e.
13. Jika inti memancarkan partikel alfa
dan sinar gamma maka inti yang terjadi
….
a. d.
b. e.
c.
14. Perbadningan nomor atom dan nomor massa
suatu pertikel sama dengan perbandingan
antara nomor atom dan nomor massa pada
partikel maka partikel tersebut adalah
….
a. partikel d. inti
b. inti e. inti
c. inti
15. Ba-137 melepaskan foton sinar gamma 0,66
MeV dalam transisi internalnya. Energi
kinetik pental atom tersebut sekitar ….
a. 0,6 eV d. 3,3 eV
b. 1,7 eV e. 4,8 eV
c. 2,6 eV
16. Setelah 9 hari, suatu zat radioaktif meluruh
sebanyak 7/8 massa mula-mula. Konstanta
peluruhannya adalah ….
a. 0,023 per hari
b. 0,231 per hari
c. 0,347 per hari
d. 0,693 per hari
e. 2,310 per hari
17. meluruh menjadi isotop timbal
oleh emisi 8 partikel alfa dan oleh emisi
elektron sebanyak ….
a. 6 d. 3
b. 5 e. 2
c. 4
18. Alat deteksi sinar radioaktif yang cara ker-janya
mengubah ionisasi gas menjadi gas
menjadi pulsa listrik adalah ….
a. kamar kabut Wilson
b. pencacah Geiger
c. detektor sintilasi
d. deteksi emulsi film
e. detektor solid state
19. Satu isotop yang memiliki waktu
paruh 22 tahun dibeli 44 tahun yang lalu.
Isotop ini akan berubah menjadi . Sisa
pada saat ini adalah ….
a. 85% d. 255
b. 65% e. 15%
c. 50%
20. Jika diketahui koefisien pelemahan suatu
bahan aluminium terhadap sinar beta tertentu
adalah 0,3 mm-1. Nilai HVL adari aluminium
terhadap sinar beta tersebut adalah ….
a. 0,231 mm d. 2,310 mm
b. 0,300 mm e. 3,000 mm
c. 0,093 mm
B. Soal Uraian
Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini dengan benar.
931 MeV, tentukan besarnya energi minimum
ayng diperluakn untuk memecahkan partikel
alfa tersebut menjadi dua deuteron.
3. Berapa lamakah waktu yang diperlukan 5
mg 23Na (T1/2 = 2,60 tahun) untuk berkurang
menjadi 1 mg?
1. Sejauh berapakah dalam ruang, intensitas
sebuah berkas neutron 5 eV akan berkurang
menjadi separuhnya? (Diketahui T1/2 = 12,8
menit)
2. Massa inti dan masing-masing
4,002603 sma dan 2,014102 sma jika 1 sma =

4. Di Matahari terjadi reaksi fusi dari
jika jumlah massa
yang telah terfusi sebanyak 1 gram, hitung
besarnya energi yang dihasilkan.
5. Berapakah besar energi yang akan dibebas-kan
jika dua inti dutrium bergabung mem-bentuk
sebuah partikel alfa?
6. Satu fisi pada tom uranium menghasilkan
energi sebesar 200 MeV. Jika sebuah reaktor
beroperasi pada daya 1000 MW, tentukan
banyaknya massa uranium yang dibutuhkan
untuk menghasilkan daya tersebut dalam
waktu 1 hari.
7. Dalam proses fisi sebuah inti lewat
penyerapan neutron, membebaskan energi
yang dapat dimanfaatkan sekitar 185 MeV.
Physics in Action
Film Bedge
Jika dalam sebuah reactor secara
terus-menerus membangkitkan daya sebesar
100 MW, berapakah waktu yang diperlukan
untuk menghabiskan 1 kg uranium?
8. Aktivitas awal suatu unsure radioaktif adalah
10 Bq. Jika diketahui waktu paruhnya adalah
1 minggi, tentukan:
a. kekativannya setelah satu bulan;
b. tetapan peluruhan unsur tersebut.
9. Berapakah energi kinetik partikel alfa yang
dipancarkan dalam peluruhan alfa dari inti
? Anggaplah inti meluruh dalam
keadaan diam.
10. Suatu unsur radiokatif memiliki waktu paruh
20 hari. Berapa bagiankah zat radioaktif terse-but
yang belum meluruh setelah 60 hari?
C o b a apa yang Anda ketahui tentang film badge. Ini merupakan
alat yang paling umum dari dosimeter personal. Alat
ini secara sederhana terdir dari selembar film fotografi
yang dipasang padapenjepit khusus. Film ini disematkan
pada pakaian selama 1 -4 minggu. Lalu, diproses sesuai
dengan prosedur standar lalu tingkat kehitamana film
diukur. Penjepitnya terbuat dari sejumlah filter yang
memungkinkan radiasi dengan tipe yang beragam dapat
teridentfikasi.
Banyaknya radiasi (dosis) beta yang diserap diukur
dengan cara membandingkan tingkat kehitaman film
melalui celah terbuka yang dilapisi dengan filter-filter
plastic. Filter-filter ini memungkinkan kita untuk mengukur energi partikel beta. Filter-filter
logam menyerap radiasi beta dan perbedaan antara foton-foton dengan beragam tingkat
energi.
Dural, yang terbuat dari alloy (logam campuran) yang terutama terdiri dari aluminium,
hanya menyerap sinar X bertegangan rendah, sementara alloy timbale akan menatenuasi semua
energi. Neutron-neutron termal (dari sebuah reaktor), berinteraksi dengan alloy cadmium,
menghasikan radiasi gamma dan pajanan (paparan) radiasi tambahan di bawah filter ini.

Uji Kompetensi Semester 2
Uji Kompetensi Semester 2 361
A. Pilihlah satu jawaban yang benar
5. Grafik yang menunjukkan hubungan antara
energi kinetik fotoelektron (EK) dan inten-sitas
I foton pada proses fotolistrik adalah
….
a.
b.
c.
d.
e.
6. Sebuah toroida memiliki jari-jari lingkaran
efektif 10 cm. Banyaknya lilitan pada tor-oida
tersebut 400 lilitan. Apabila dialiri arus
listrik sebesar 5 A, induksi magnetic pada
sumbu toroida adalah ….
a. 0,5 mT
b. 1,0 mT
c. 2,0 mT
d. 2,5 mT
e. 4,0 mT
1. Menurut teori kunatum berkas cahaya terdiri
atas foton. Intensitas berkas cahaya ini ….
a. berbanding lurus dengan energi foton
b. berbanding lurus dengan akar energi
foton
c. berbanding lurus dengan banyaknya
foton
d. berbanding lurus dengan kuadrat ban-yaknya
foton
2. Sebuah sumber tegangan
volt dihubungkan dengan sebuah resistor R
= 80 ohm dan induktor L = 0,5 H. Besarnya
arus listrik maksimum yang melalui rangka-ian
tersebut adalah ….
a. 6 mA
b. 12 mA
c. 60 mA
d. 80 mA
e. 120 mA
3. Permukan bumi menerima radiasi matahari
rata-rata 1,2 kW/m2 saat terik. Jika panjang
gelombang rata-rata radiasi ini 6620
maka banyak foton per detik dalam berkas
sinar matahari seluas 1 cm2 secara tegak
lurus adalah ….
a. 5 × 1017
b. 4 × 1017
c. 3 × 1017
d. 2 × 1017
e. 1 × 1017
4. Kawat berarus listrik memanjang dari barat
ke timur. APabila arah arus listrik pada ka-wat
tersebut dari barat, arah medan magnet
pada titik-titik yang berada di atas kawat
akan menuju ke ….
a. timur
b. bawah
c. utara
d. selatan
e. barat
EK
I
EK
I
EK
I
EK
I
EK
I

7. Perbandingan antara muatan dengan massa
electron adalah 1,7588 × 1011 coulomb/kg.
Hal ini diselidiki oleh seorang ahli fisika
bernama ….
a. Thomson
b. Millikan
c. Rutherford
d. John Dalton
e. W.K. Roentgen
8. Jika sebuah kawat digerakkan sedemikina
rupa sehingga memtong garis-garis gaya
suatu medan magnet pada kedua ujung kawat
itu timbul gaya gerak listrik induksi. KAidah
itu dirumuskan oleh ….
a. Maxwell
b. Lenz
c. Foucault
d. Ampere
e. Faraday
9. Salah satu model atom menurut Bohr adalah
….
a. elektron bergerak dengan lintasan sta-sioner
b. elektron merupakan bagian atom yang
bermuatan negatif
c. tidak memiliki momentum angular
d. atom merupakan bola pejal bermuatan
positif
e. atom tidak dapat dipecah-pecah lagi
10. Muatan A menolak muatan B dan menarik
muatan c, sedangkan muatan C menolak
muatan D. Jika C bermuatan positif ….
a. muatan A positif
b. muatan b positif
c. muatan A negatif
d. muatan D negatif
e. muatan netral
11. Dalam spectrum pancaran atom hidrogen
rasio antara panjang gelombang untuk ra-diasi
Lyman (n = 2 ke n = 1) terhadap radiasi
Balmer (n = 3 ke n = 2) adalah ….
a.
b.
c.
d. 3
e.
12. Tiga buah muatan yangsama terletak pada
sudut-sudut segitiga sama sisi. Jika gaya
antara daua muatan besarnya F, besarnya
gaya total pada setiap muatan adalah ….
a.
b. 2F
c.
d.
e. nol
13. Partikel bergerak dengan kecepatan v
m/s tegak lurus arah medan magnetik B,
lintasan yang dilalui berjari-jari R1 meter.
Partikel bergerak dalam medan magne-tik
yang sama dengan kecepatan dan arah
yang sama pula sehingga jari-jari lintasannya
R2 meter. Tentukan nilai R1 : R2.
a. 4 : 3
b. 2 : 1
c. 2 : 3
d. 3 : 1
e. 1 : 4
14. Gelombang tranversal adalah gelombang
yang arah getarannya ….
a. berlawanan dengan arah rambatannya
b. tegak lurus dengan arah rambatannya
c. searah dengan arah rambatannya
d. sejajar dengan arah rambatannya
e. membentuk sudut lancip dengan arah
rambatannya
15. Jika dan dipisahkan oleh spec-trometer
massa maka akan dapat lintasan
busur lingkaran yang jari-jarinya R1 dan R2
dengan R1/R2 sama dengan ….
a.
b.
c.

T1
T2
T3
d.
e.
16. Efek mana yang hanya ditunjukkan oleh
gelombang transversal ….
a. Difraksi
b. Pelayangan
c. interferensi
d. efek Dopler
e. polarisasi
17. Sebuah partikel alfa memiliki massa empat
kali dan muatan dua kali yang dimiliki
sebuah proton. Keduanya, partikel alfa dan
proton, sedang bergerak dengan kecepatan
sama memasuki daerah medan listrik homo-gen
yang arah kuat medannya berlawanan
dengan arah gerak keduanya. Nilai perband-ingan
jarak tempuh partikel alfa dan jarak
tempuh proton sampai keduanya berhenti
adalah ….
a. 1 : 4
b. 1 : 2
c. 1 : 1
d. 2 : 1
e. 4 : 1
18. Suatu gelombang berjalan melalui titik A dan
B yang berjarak 8 cm dalam arah dari A ke B.
Pada saat t = 0, simpangan gelombang di A
adalah 0. Jika panjang gelombangnya 32 cm
dan amplitudonya 6 cm maka simpangan titik
B pada saat fase A = adalah … cm.
a. 3
b.
c.
d. 4
e. 6
19. Massa inti 9,0121 sma, massa proton 1,0078
sma dan massa neutron 1,0086 sma. Jika 1
sma setara dengan 931,15 MeV. Maka, besar
energi ikat ikat atom adalah ….
a. 51,39 MeV
b. 57,82 MeV
c. 62,10 MeV
d. 90,12 MeV
e. 90,74 MeV
20. Berdasarkan grafik intensitas (I) terhadap
panjang gelombang () seperti di bawah dapat
disimpulkan bahwa ….
a.
b.
c.
d.
I
21. Urutan daya tembus sinar-sinar radioaktif
dimulai dari yang paling kuat adalah ….
a. alfa, beta, dan gamma
b. gamma, alfa, dan beta
c. beta, alfa, dan gamma
d. alfa, gamma, dan beta
e. gamma, beta, dan alfa
22. Sebuah benda hitam suhunya 2000 K. Jika
konstanta Wien = 2,898 10-3 mK maka rapat
energi maksimum yang dipancarkan benda
itu terletak pada panjang gelombang
sebesar ….
a. 1,4 m
b. 2,9 m
c. 5,8 m
d. 7,3 m
e. 12,4 m
23. Sebuah electron yang memiliki massa diam
m0 bergerak dengan kecepatan 0,6c maka
energi kinetiknya adalah ….
a. 0,25 m0c2
b. 0,36 m0c2
c. m0c2
d. 1,80 m0c2
e. 2,80 m0c2

24. Kuantum energi yang terkadnung di dalam
sinar ultraungu dengan panjang gelombang
3300 , konstanta Planck 6,6 × 10-34 J sekon
dan kecepatan cahaya 3 × 108 m/s adalah
….
a. 2 × 10-19 J
b. 3 × 10-19 J
c. 3,3 × 10-19 J
d. 6 × 10-19 J
e. 3 × 10-19 J
25. Menurut Einstein, sebuah benda dengan
massa diam itu m0 setara dengan energi m0c2,
dengan c adalah kecepatan rambat cahaya
di dalam ruang hampa. Jika benda bergerak
dengan kecepatan v maka energi total benda
setara dengan ….
a.
b.
c.
d.
e.
26. Ketika electron foto dikeluarkan dari suatu
permukaan logam oleh radiasi gelombang
elekromagnetik, kelajuan maksimumnya
bergantung pada ….
a. ferkuensi radiasi
b. intensitas radiasi
c. frekuensi dan intensitas radiasi
d. frekuensi radiasi dan fungsi kerja
logam
e. frekuensi, intensitas radiasi, dan fungsi
kerja logam
27. Sebuah roket bergerak dengan kecepatan
0,8c. Jika dilihat oleh pengamat yang diam,
panjang roket itu akan menyusut sebesar
….
a. 20%
b. 36%
c. 40%
d. 60%
e. 80%
28. Fungsi kerja aluminium adalah 2,3 eV.
Cahaya dengan panjang gelombang 660 nm
akan mengeluarkan electron-foto dengan
energi kinetic maksimum (laju cahaya c =
3 × 108 m/s, konstanta Planck = 6,6 × 10-34
Js, 1 ev = 1,6 × 10-19 J) ….
a. 0,5 eV
b. 0,6 eV
c. 2,9 eV
d. 1,8 eV
e. negatif, yaitu tidak mampu mengeluar-kan
elektron-foto
29. Jika c adalah kelajuan cahaya di udara maka
agar massa benda menjadi 125 persennya
massa diam, benda harus digerakkan pada
kelajuan ….
a. 1,25c
b. 1c
c. 0,8c
d. 0,6c
e. 0,5c
30. Jika sinar ungu berfrekuensi 1016 Hz diaj-tuhkan
pada permukaan logam yang memi-liki
energi ambang 2/3 kali kuantum energi
sinar ungu dan tetapan Planck = 6,6 × 10–34
Js maka energi kinetic electron yang lepas
adalah ….
a. 1,1 × 10-18 J
b. 2,2 × 10-18 J
c. 3,3 × 10-18 J
d. 4,4 × 10-18 J
e. 6,6 × 10-18 J
31. Sebuah benda melakukan gerak harmonik
dengan amplitude A. Ketika kecepatannya
sama dengan kecepatan maksimum, simpan-gannya
adalah ….
a. nol
b. 0,5A
c. 0,64A
d. 0,87A
e. 1A
32. Pada model atom Bohr untuk gas hydrogen,
perbandingan periode electron yang men-gelilingi
inti pada orbit n = 1 dan pada orbit
n =2 adalah ….
a. 1 : 2 d. 1 : 8
b. 2 : 1 e. 1 : 1
c. 1 : 4

33. Kawat untuk saluran transmisi listrik yang
massanya 40 kg diikat antara dua menara
tegangan tinggi yang jaraknya 200 m. Salah
satu ujung kawat dipukul oleh teknisi yang
berada di salah satu menara sehingga timbul
gelombang yang merambat ke menara yang
lain. Apabila gelombang pantul terdeteksi
setelah 10 s maka tegangan kawat adalah
….
a. 40 N d. 80 N
b. 60 N e. 420 N
c. 320 N
34. Elektron dalam sebuah atom hydrogen be-rada
pada tingkat eksitasi pertama. KEtika
electron tersebut menerima tambahan energi
2,86 eV, electron tersebut akan berpindah ke
orbit ….
a. n = 2 d. n = 5
b. n = 3 e. n = 6
c. n = 3
35. Dua buah benda bermuatan +q1 dan +q2
berjarak r satu sama lain. Jika jarak r diubah-ubah
maka grafik yang menyatakan hubngan
gaya interaksi kedua muatan F dengan r
adalah ….
a.
b.
c.
d.
e.
36. Salah satu isotop uranium adalah 235U. Dari
data tersebut dapat diketahui jumlah proton
dan neutron di dalam intinya adalah ….
a. 92 dan 143 d. 235 dan 92
b. 143 dan 92 e. 143 dan 235
c. 92 dan 235
37. Besar kuat medan magnetik di suatu titik
yang letaknya sejauh r dari suatu penghantar
lurus yang dialiri arus I adalah sebanding
dengan ….
a. I d. I/r
b. rI e. 1/rI
c. r/I
38. Kerangka acuan inersial merupakan kerang-ka
acuan yang ….
a. berputar pada titik pusatnya
b. diam, kemudian bergerak terhadap
benda
c. bergerak, kemudian diam terhadap
benda
d. diam atau bergerak dengan kecepatan
berubah terhadap benda
e. diam atau bergerak dengan kecepatan
tetap terhadap benda
39. Tegangan maksimum pada generator listrik
bolak balik (AC) bergantung pada
a. kecepatan sudut perputaran rotornya
b. besar induksi magnetic yang diguna-kan
c. jumlah lilitan rotornya
d. luas bidang lilitan rotornya
40. Ada dua orang bersaudara kembar A dan B.
B naik pesawat Enterpraise dengan kelajuan
sebesar 0,8c. Kemudian, A dan B bertemu
pada suatu kesempatan dalam suatu acara
keluarga. Menurut B mereka telah berpisah
selama 12 tahun, sementara A mendebatnya
tidak percaya. Lama perjalanan tersebut,
menurut A adalah ….
a. 8 tahun
b. 10 tahun
c. 12 tahun
d. 15 tahun
e. 20 tahun
f
r
f
r
f
r
f
r
f
r

B. Soal Uraian
Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas.
1. Tentukan energi kinetik maksimum electron-elektron
yang dipancarkan dari sebuah per-mukaan
dengan panjang gelombang ambang
6.000 ketika cahaya 4.000 jatuh pada
permukaan itu.
2. Taraf intensitas bunyi sebuah kendaraan
rata-rata 50 dB diukur dari jarak 1 meter.
Tentukanlah taraf intensitas bunyi dari 10
kendaraan diukur dari jarak 10 meter.
3. Tentukan energi ionisai hidrogen jika
panjang gelombang terpendek dalam deret
Balmer adalah 3.650 .
4. Sebuah electron (m = 9 × 10–31 kg dan q =
–1,6 × 10–19 C) ditembakkan dengan kecepa-tan
5 km/s searah dengan kuat medan listrik
sebesar 2 kV/m. Berapakah jarak terjauh
yang dapat ditempuh electron tersebut sebe-lum
berhenti?
5. Sebuah partikel bermassa m0 dan bergerak
dengan kelajuan 0,6c menumbuk dan me-nempel
pada partikel sejenis lainnya yang
mula-mula diam. Berapakah massa diam
dan kecepatan partikel gabungan ini?
6. Dari gambar berikut jika induksi magnetic
0,2 T dan kawat PQ dengan panjang 40 cm
digeser ke kanan, tentukanlah GGl Induksi
yang ditimbulkan serat arah arus induk-sinya.
B
A
P
Q
C
D
4 ms–1
7. Berapa lamakah waktu yang diperlukan 5
mg 23Na (T1/2 = 2,60 tahun) untuk berkurang
menjadi 1 mg?
8. Hitunglah ferkuensi resonansi rangkaian
yang memiliki induktansi diri induktor 100
H dan kapasitansi kapasitor 400 F.
9. Berapakah energi kinetik partikel alfa yang
dipancarkan dalam peluruhan alfa dari inti
? Anggaplah inti meluruh dalam
keadaan diam.
10. Sebuah kumparan dengan induktansi diri
induktor 200 mH dan sebuah kapasitor 2
F disusun seri dengan frekuensi sumber
tegangan 2000 rad/s. Apabila sudut fase
antara tegangan sumber dan kuat arus 60o,
tentukanlah hambatan kumparan tersebut.

09 bab8

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (20)

Similar to 09 bab8

Similar to 09 bab8 (20)

More from widiameitrisari

More from widiameitrisari (20)

09 bab8